变压器制造技术

本发明专利技术的目的在于提高具有卷铁心的变压器的性能。而且，在具有卷绕有带状的磁性材料的卷铁心以及以穿过所述卷铁心的内周的方式卷绕的线圈的变压器中，具有：卷铁心保持构件，其是支承所述卷铁心的上部内侧且比所述卷铁心的宽度长的构件；以及线圈保持构件，其支承所述线圈的下部外侧，所述变压器具备：第一支承构件，其具有配置在所述卷铁心的外周且对所述卷铁心保持构件进行支承的上部梁、及配置在所述线圈的外周且对所述线圈保持构件进行支承的下部梁；以及第二支承构件，其具有一对外板和卷铁心保护构件，该一对外板配置在所述上部框的内侧，且由比所述卷铁心与所述线圈的直径相加后的宽度长的连接构件连接，该卷铁心保护构件覆盖所述线圈的外周与所述卷铁心的内侧相面对的部分，该卷铁心保护构件的宽度比所述卷铁心的宽度长，该卷铁心保护构件与所述外板连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变压器
本专利技术涉及使用卷铁心的变压器。
技术介绍
卷铁心是指，将片状或箔状的构件切断成带状、将该切断后的带状的磁性材料卷绕为多层、例如是将几十至几千张的带状的磁性材料层叠并卷绕而成的环状的铁心。通过按照几十至几百张将端部彼此交替地重叠而形成环形状。该铁心的构件例如由厚度为几百μm的硅钢板或厚度为几十μm的非晶金属箔等构成。在专利文献1中公开了：“一种变压器，是具有将多个磁性材料的薄带层叠而形成环状的铁心和卷线的变压器，其特征在于，利用设置在所述铁心的上部且磁性材料的薄带的层叠方向的第一端面侧的第一上部铁心支承部、以及设置在与所述第一端面侧相反的一侧的第二端面侧的第二上部铁心支承部，来支承所述铁心的上部，所述第一上部铁心支承部与所述第二上部铁心支承部是在与所述铁心的磁性材料的薄带的宽度方向大致正交的方向上沿长边方向延伸的形状，在它们之间配置有所述铁心，在从所述第一上部铁心支承部与所述第二上部铁心支承部相互接近的方向上设置有突部，设置有在所述第一上部铁心支承部的突部与所述第二上部铁心支承部的突部之上放置的架设构件，利用所述架设构件来支承所述铁心”(参照权利要求1)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-8808号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1中，未考虑变压器大型化的情况。线圈直径与变压器的容量相应地变大。线圈的形状与电流量相应地变化，在线圈直径大的情况下，该变化量也大。专利文献1中未考虑到变形后的线圈向其他构件施加应力负载的情况。因此，由于向其他构件施加应力负载，因此有时变压器的性能下降。对此，本专利技术的目的在于，提高具有卷铁心的变压器的性能。解决方案本专利技术的变压器具有：卷绕有带状的磁性材料的卷铁心；以及以穿过卷铁心的内周的方式卷绕的线圈，其特征在于，该变压器具有：卷铁心保持构件，其是支承卷铁心的上部内侧且比卷铁心的宽度长的构件；以及线圈保持构件，其支承线圈的下部外侧，该变压器具备：第一支承构件，其具有配置在卷铁心的外周且对卷铁心保持构件进行支承的上部梁、及配置在线圈的外周且对线圈保持构件进行支承的下部梁；以及第二支承构件，其具有一对外板和铁心保护框体(卷铁心保护构件)，该一对外板配置在上部框的内侧，且由比卷铁心与线圈的直径相加后的宽度长的连接构件连接，该铁心保护框体覆盖线圈的外周与卷铁心的内侧相面对的部分，该铁心保护框体的宽度比卷铁心的宽度长，该铁心保护框体与外板连接。专利技术效果根据本专利技术，变压器的性能提高。附图说明图1是说明对铁心使用了卷铁心的三相五柱的变压器的结构的立体图。图2A是用于说明在线圈短路时向线圈作用的力的图，是线圈的俯视图。图2B是用于说明在线圈短路时向线圈作用的力的图，是线圈的主视图。图3A是对支承卷铁心的框体的一结构进行说明的分解立体图。图3B是对支承卷铁心的框体的一结构进行说明的组装立体图。图4A是说明在变压器的线圈短路的情况下通过向线圈施加的力而将线圈压扁的机制的图。图4B是示出在变压器的线圈短路的情况下线圈与支承框的变形的图。图5是说明表示本专利技术的实施例1的单相三柱的变压器的结构的立体图。图6A是示出图5的实施例1的变压器的线圈与铁心的位置关系的立体图。图6B是示出图5的实施例1的变压器的线圈、卷铁心以及第二支承框体的铁心保护框体的位置关系的主要部分剖视图。图7是示出图5的实施例1中的第一支承框体的结构的立体图。图8是示出图5的实施例1中的第二支承框体的结构的立体图。图9A是示出图5的实施例1的第二支承框体中的支承框的变形前的状况的图。图9B是示出图5的实施例1的第二支承框体中的支承框的变形后的状况的图。图10A是对图7所示的第一支承框体与图8所示的第二支承框体的位置关系进行说明的图。图10B是对图7所示的第一支承框体与图8所示的第二支承框体的位置关系进行说明的图，是图10A的A-A剖视图。图11A是说明表示本专利技术的实施例2的第一支承框体的支承框所使用的螺栓及双头螺栓的紧固方向的立体图。图11B是说明表示本专利技术的实施例2的第二支承框体的支承框所使用的螺栓及双头螺栓的紧固方向的立体图。图12是说明表示本专利技术的实施例3的装配于线圈与铁心间的线圈下部绝缘板、以及线圈与卷铁心线圈下部绝缘板、铁心支承板的位置关系的图。图13是示出将图5所示的第一支承框体、第二支承框体应用于三相三柱的变压器的结构的主视图。图14是示出将图5所示的第一框体支承框体、第二框体支承框体应用于三相五柱的变压器的结构的主视图。图15是说明表示本专利技术的实施例4的在单相三柱的变压器中应用了本专利技术的第一支承框体、第二支承框体、第三支承框体的结构的立体图。具体实施方式以下，使用附图对实施例进行说明。在用于说明实施例的所有图中，对相同的结构标注相同的标号，并省略其重复说明。即便是在不同的图中记载的相同的标号，由于在其他图中说明的相同的标号原则上是同一结构，因此，有时省略说明。另外，为了容易理解附图，有时即便是俯视图也标注了阴影。使用图1对本专利技术的变压器的基本结构进行说明。图1示出三相五柱器的变压器1。变压器1具有：配置在基座5上的空芯的线圈2；穿过该线圈2的空芯(中空部)的环状的卷铁心3(也仅称为卷铁心3)；以及由绝缘材料构成的隔离件4。另外，线圈2隔着隔离件4而承受环状的卷铁心3的重量。需要说明的是，对于线圈2而言，有时根据变压器1的设置环境等而对线圈2进行树脂铸模。或者，有时在线圈2的周围充满绝缘油。这里，针对采用对卷铁心3的构件使用非晶金属箔带(也仅称为非晶箔带)的变压器(也仅称为非晶变压器)的情况进行说明。线圈2承受卷铁心3的自重而发生变形。另外，非晶金属箔脆弱，有时使卷铁心3破损。卷铁心3的重量超过2t左右的大型的变压器中，卷铁心3向线圈2赋予的力变大。因此，在采用隔着隔离件4被线圈2支承的结构的情况下，线圈2承受卷铁心3的重量而发生变形。在线圈的变形量大的情况下，有时产生卷铁心3的绝缘被膜的破坏、绝缘距离的不足的情况。另外，在大容量的变压器中，在线圈2短路的情况下，向线圈2作用的力成为几百t而非常大。向线圈2作用的电磁力的大小与在线圈短路时流动的电流大小的二次方成比例。关于上述现象，使用图2A和图2B进行说明。模拟在线圈短路时向线圈作用的力，线圈2的俯视图为图2A，主视图为图2B。线圈2具有初级线圈16和次级线圈17。另外，线圈2是成形为矩形的剖面的线圈(也称为矩形线圈或仅称为线圈)。说明在线圈2短路时的向矩形线圈作用的力的方向。如图2A所示，在线圈短路时线圈的沿水平方向(附图中的左右方向、Y轴方向)作用的力变大。即，线圈2承受沿水平方向作用的力而发生变形。在线圈2发生变形而线圈2碰撞到卷铁心3时，有时将非晶金属箔体损伤。图2B示出线圈2的主视图。示出了在线圈2短路时对线圈2沿Z轴方向压缩的方向上的力。另外，线圈2在以收缩弹簧的方式被压缩之后，在复原力的作用下承受伸展方向上的力。接着，使用图3A和图3B，对支承卷铁心3的支承框体的一结构进行说明。图3A是将构成本专利技术的支承框体的各部件分解示出的分解立体图。另外，图3B是将构成支承框体的各部件组合而构成一个支承框体的组装图。支承框体具备上部梁9和下部梁10、柱11、铁心支承板8、线圈支承板14、铁心保护框体12(也称为卷铁心保护构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器，该变压器具有卷绕有带状的磁性材料的卷铁心和以穿过所述卷铁心的内周的方式被卷绕的线圈，其特征在于，所述变压器具有：卷铁心保持构件，其是支承所述卷铁心的上部内侧且比所述卷铁心的宽度长的构件；以及线圈保持构件，其支承所述线圈的下部外侧，所述变压器还具备：第一支承构件，其具有上部梁和下部梁，该上部梁配置在所述卷铁心的外周且支承所述卷铁心保持构件，该下部梁配置在所述线圈的外周且支承所述线圈保持构件；以及第二支承构件，其具有一对外板和卷铁心保护构件，该一对外板配置在所述上部框的内侧，且由比所述卷铁心与所述线圈的直径相加后的宽度长的连接构件连接，该卷铁心保护构件覆盖所述线圈的外周与所述卷铁心的内侧相面对的部分，该卷铁心保护构件的宽度比所述卷铁心的宽度长，该卷铁心保护构件与所述外板连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种变压器，该变压器具有卷绕有带状的磁性材料的卷铁心和以穿过所述卷铁心的内周的方式被卷绕的线圈，其特征在于，所述变压器具有：卷铁心保持构件，其是支承所述卷铁心的上部内侧且比所述卷铁心的宽度长的构件；以及线圈保持构件，其支承所述线圈的下部外侧，所述变压器还具备：第一支承构件，其具有上部梁和下部梁，该上部梁配置在所述卷铁心的外周且支承所述卷铁心保持构件，该下部梁配置在所述线圈的外周且支承所述线圈保持构件；以及第二支承构件，其具有一对外板和卷铁心保护构件，该一对外板配置在所述上部框的内侧，且由比所述卷铁心与所述线圈的直径相加后的宽度长的连接构件连接，该卷铁心保护构件覆盖所述线圈的外周与所述卷铁心的内侧相面对的部分，该卷铁心保护构件的宽度比所述卷铁心的宽度长，该卷铁心保护构件与所述外板连接。2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述第二支承构件能够根据在所述线圈中流动的电流而与所述第一支承构件独立地移动。3.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，在所述线圈保持部的下表面与所述卷铁心下部内侧之间具有空隙。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田悠，石上孝，西水亮，佐佐木康二，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP